package com.graduation.smartparkingplatform.Utils;

import com.graduation.smartparkingplatform.Pojo.IPLocation;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

@Component
public class IPAddressUtils {

  private static Logger log = LoggerFactory.getLogger(IPAddressUtils.class);

  /** 纯真IP数据库名 */
  //  private String IP_FILE = "qqwry.dat";

  private static String IP_FILE;
  /** 纯真IP数据库保存的文件夹 */
  //  private String INSTALL_DIR = "D:/ip/";

  private static String INSTALL_DIR;

  @Value("${CzIP.czFile}")
  public void setIP_FILE(String czFile) {
    IPAddressUtils.IP_FILE = czFile;
  }

  @Value("${CzIP.czPath}")
  public void setINSTALL_DIR(String czPath) {
    IPAddressUtils.INSTALL_DIR = czPath;
  }
  /** 常量，比如记录长度等等 */
  private static final int IP_RECORD_LENGTH = 7;
  /** 常量，读取模式1 */
  private static final byte REDIRECT_MODE_1 = 0x01;
  /** 常量，读取模式2 */
  private static final byte REDIRECT_MODE_2 = 0x02;

  /** 缓存，查询IP时首先查询缓存，以减少不必要的重复查找 */
  private Map<String, IPLocation> ipCache;
  /** 随机文件访问类 */
  private RandomAccessFile ipFile;
  /** 内存映射文件 */
  private MappedByteBuffer mbb;
  /** 起始地区的开始和结束的绝对偏移 */
  private long ipBegin, ipEnd;

  /** 为提高效率而采用的临时变量 */
  private IPLocation loc;
  /** 为提高效率而采用的临时变量 */
  private byte[] buf;
  /** 为提高效率而采用的临时变量 */
  private byte[] b4;
  /** 为提高效率而采用的临时变量 */
  private byte[] b3;
  /** IP地址库文件错误 */
  private static final String BAD_IP_FILE = "IP地址库文件错误";
  /** 未知国家 */
  private static final String UNKNOWN_COUNTRY = "未知国家";
  /** 未知地区 */
  private static final String UNKNOWN_AREA = "未知地区";

  public void init() {
    try {
      // 缓存一定要用ConcurrentHashMap， 避免多线程下获取为空
      ipCache = new ConcurrentHashMap<>();
      loc = new IPLocation();
      buf = new byte[100];
      b4 = new byte[4];
      b3 = new byte[3];
      try {
        ipFile = new RandomAccessFile(IP_FILE, "r");
      } catch (FileNotFoundException e) {
        // 如果找不到这个文件，再尝试再当前目录下搜索，这次全部改用小写文件名
        //     因为有些系统可能区分大小写导致找不到ip地址信息文件
        String filename = new File(IP_FILE).getName().toLowerCase();
        File[] files = new File(INSTALL_DIR).listFiles();
        for (int i = 0; i < files.length; i++) {
          if (files[i].isFile()) {
            if (files[i].getName().toLowerCase().equals(filename)) {
              try {
                ipFile = new RandomAccessFile(files[i], "r");
              } catch (FileNotFoundException e1) {
                log.error("IP地址信息文件没有找到，IP显示功能将无法使用:{}" + e1.getMessage(), e1);
                ipFile = null;
              }
              break;
            }
          }
        }
      }
      // 如果打开文件成功，读取文件头信息
      if (ipFile != null) {
        try {
          ipBegin = readLong4(0);
          ipEnd = readLong4(4);
          if (ipBegin == -1 || ipEnd == -1) {
            ipFile.close();
            ipFile = null;
          }
        } catch (IOException e) {
          log.error("IP地址信息文件格式有错误，IP显示功能将无法使用" + e.getMessage(), e);
          ipFile = null;
        }
      }

    } catch (Exception e) {
      log.error("IP地址服务初始化异常:" + e.getMessage(), e);
    }
  }

  /**
   * 查询IP地址位置 - synchronized的作用是避免多线程时获取区域信息为空
   *
   * @param ip
   * @return
   */
  public synchronized IPLocation getIPLocation(final String ip) {
    IPLocation location = new IPLocation();
    location.setArea(this.getArea(ip));
    location.setCountry(this.getCountry(ip));
    return location;
  }

  /**
   * 从内存映射文件的offset位置开始的3个字节读取一个int
   *
   * @param offset
   * @return
   */
  private int readInt3(int offset) {
    mbb.position(offset);
    return mbb.getInt() & 0x00FFFFFF;
  }

  /**
   * 从内存映射文件的当前位置开始的3个字节读取一个int
   *
   * @return
   */
  private int readInt3() {
    return mbb.getInt() & 0x00FFFFFF;
  }

  /**
   * 根据IP得到国家名
   *
   * @param ip ip的字节数组形式
   * @return 国家名字符串
   */
  public String getCountry(byte[] ip) {
    // 检查ip地址文件是否正常
    if (ipFile == null) return BAD_IP_FILE;
    // 保存ip，转换ip字节数组为字符串形式
    String ipStr = IpDBUtil.getIpStringFromBytes(ip);
    // 先检查cache中是否已经包含有这个ip的结果，没有再搜索文件
    if (ipCache.containsKey(ipStr)) {
      IPLocation ipLoc = ipCache.get(ipStr);
      return ipLoc.getCountry();
    } else {
      IPLocation ipLoc = getIPLocation(ip);
      ipCache.put(ipStr, ipLoc.getCopy());
      return ipLoc.getCountry();
    }
  }

  /**
   * 根据IP得到国家名
   *
   * @param ip IP的字符串形式
   * @return 国家名字符串
   */
  public String getCountry(String ip) {
    return getCountry(IpDBUtil.getIpByteArrayFromString(ip));
  }

  /**
   * 根据IP得到地区名
   *
   * @param ip ip的字节数组形式
   * @return 地区名字符串
   */
  public String getArea(final byte[] ip) {
    // 检查ip地址文件是否正常
    if (ipFile == null) return BAD_IP_FILE;
    // 保存ip，转换ip字节数组为字符串形式
    String ipStr = IpDBUtil.getIpStringFromBytes(ip);
    // 先检查cache中是否已经包含有这个ip的结果，没有再搜索文件
    if (ipCache.containsKey(ipStr)) {
      IPLocation ipLoc = ipCache.get(ipStr);
      return ipLoc.getArea();
    } else {
      IPLocation ipLoc = getIPLocation(ip);
      ipCache.put(ipStr, ipLoc.getCopy());
      return ipLoc.getArea();
    }
  }

  /**
   * 根据IP得到地区名
   *
   * @param ip IP的字符串形式
   * @return 地区名字符串
   */
  public String getArea(final String ip) {
    return getArea(IpDBUtil.getIpByteArrayFromString(ip));
  }

  /**
   * 根据ip搜索ip信息文件，得到IPLocation结构，所搜索的ip参数从类成员ip中得到
   *
   * @param ip 要查询的IP
   * @return IPLocation结构
   */
  private IPLocation getIPLocation(final byte[] ip) {
    IPLocation info = null;
    long offset = locateIP(ip);
    if (offset != -1) info = getIPLocation(offset);
    if (info == null) {
      info = new IPLocation();
      info.setCountry(UNKNOWN_COUNTRY);
      info.setArea(UNKNOWN_AREA);
    }
    return info;
  }

  /**
   * 从offset位置读取4个字节为一个long，因为java为big-endian格式，所以没办法 用了这么一个函数来做转换
   *
   * @param offset
   * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
   */
  private long readLong4(long offset) {
    long ret = 0;
    try {
      ipFile.seek(offset);
      ret |= (ipFile.readByte() & 0xFF);
      ret |= ((ipFile.readByte() << 8) & 0xFF00);
      ret |= ((ipFile.readByte() << 16) & 0xFF0000);
      ret |= ((ipFile.readByte() << 24) & 0xFF000000);
      return ret;
    } catch (IOException e) {
      return -1;
    }
  }

  /**
   * 从offset位置读取3个字节为一个long，因为java为big-endian格式，所以没办法 用了这么一个函数来做转换
   *
   * @param offset 整数的起始偏移
   * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
   */
  private long readLong3(long offset) {
    long ret = 0;
    try {
      ipFile.seek(offset);
      ipFile.readFully(b3);
      ret |= (b3[0] & 0xFF);
      ret |= ((b3[1] << 8) & 0xFF00);
      ret |= ((b3[2] << 16) & 0xFF0000);
      return ret;
    } catch (IOException e) {
      return -1;
    }
  }

  /**
   * 从当前位置读取3个字节转换成long
   *
   * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
   */
  private long readLong3() {
    long ret = 0;
    try {
      ipFile.readFully(b3);
      ret |= (b3[0] & 0xFF);
      ret |= ((b3[1] << 8) & 0xFF00);
      ret |= ((b3[2] << 16) & 0xFF0000);
      return ret;
    } catch (IOException e) {
      return -1;
    }
  }

  /**
   * 从offset位置读取四个字节的ip地址放入ip数组中，读取后的ip为big-endian格式，但是 文件中是little-endian形式，将会进行转换
   *
   * @param offset
   * @param ip
   */
  private void readIP(long offset, byte[] ip) {
    try {
      ipFile.seek(offset);
      ipFile.readFully(ip);
      byte temp = ip[0];
      ip[0] = ip[3];
      ip[3] = temp;
      temp = ip[1];
      ip[1] = ip[2];
      ip[2] = temp;
    } catch (IOException e) {
      log.error(e.getMessage(), e);
    }
  }

  /**
   * 从offset位置读取四个字节的ip地址放入ip数组中，读取后的ip为big-endian格式，但是 文件中是little-endian形式，将会进行转换
   *
   * @param offset
   * @param ip
   */
  private void readIP(int offset, byte[] ip) {
    mbb.position(offset);
    mbb.get(ip);
    byte temp = ip[0];
    ip[0] = ip[3];
    ip[3] = temp;
    temp = ip[1];
    ip[1] = ip[2];
    ip[2] = temp;
  }

  /**
   * 把类成员ip和beginIp比较，注意这个beginIp是big-endian的
   *
   * @param ip 要查询的IP
   * @param beginIp 和被查询IP相比较的IP
   * @return 相等返回0，ip大于beginIp则返回1，小于返回-1。
   */
  private int compareIP(byte[] ip, byte[] beginIp) {
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
      int r = compareByte(ip[i], beginIp[i]);
      if (r != 0) return r;
    }
    return 0;
  }

  /**
   * 把两个byte当作无符号数进行比较
   *
   * @param b1
   * @param b2
   * @return 若b1大于b2则返回1，相等返回0，小于返回-1
   */
  private int compareByte(byte b1, byte b2) {
    if ((b1 & 0xFF) > (b2 & 0xFF)) // 比较是否大于
    return 1;
    else if ((b1 ^ b2) == 0) // 判断是否相等
    return 0;
    else return -1;
  }

  /**
   * 这个方法将根据ip的内容，定位到包含这个ip国家地区的记录处，返回一个绝对偏移 方法使用二分法查找。
   *
   * @param ip 要查询的IP
   * @return 如果找到了，返回结束IP的偏移，如果没有找到，返回-1
   */
  private long locateIP(byte[] ip) {
    long m = 0;
    int r;
    // 比较第一个ip项
    readIP(ipBegin, b4);
    r = compareIP(ip, b4);
    if (r == 0) return ipBegin;
    else if (r < 0) return -1;
    // 开始二分搜索
    for (long i = ipBegin, j = ipEnd; i < j; ) {
      m = getMiddleOffset(i, j);
      readIP(m, b4);
      r = compareIP(ip, b4);
      // log.debug(Utils.getIpStringFromBytes(b));
      if (r > 0) i = m;
      else if (r < 0) {
        if (m == j) {
          j -= IP_RECORD_LENGTH;
          m = j;
        } else j = m;
      } else return readLong3(m + 4);
    }
    // 如果循环结束了，那么i和j必定是相等的，这个记录为最可能的记录，但是并非
    //     肯定就是，还要检查一下，如果是，就返回结束地址区的绝对偏移
    m = readLong3(m + 4);
    readIP(m, b4);
    r = compareIP(ip, b4);
    if (r <= 0) return m;
    else return -1;
  }

  /**
   * 得到begin偏移和end偏移中间位置记录的偏移
   *
   * @param begin
   * @param end
   * @return
   */
  private long getMiddleOffset(long begin, long end) {
    long records = (end - begin) / IP_RECORD_LENGTH;
    records >>= 1;
    if (records == 0) records = 1;
    return begin + records * IP_RECORD_LENGTH;
  }

  /**
   * 给定一个ip国家地区记录的偏移，返回一个IPLocation结构
   *
   * @param offset 国家记录的起始偏移
   * @return IPLocation对象
   */
  private IPLocation getIPLocation(long offset) {
    try {
      // 跳过4字节ip
      ipFile.seek(offset + 4);
      // 读取第一个字节判断是否标志字节
      byte b = ipFile.readByte();
      if (b == REDIRECT_MODE_1) {
        // 读取国家偏移
        long countryOffset = readLong3();
        // 跳转至偏移处
        ipFile.seek(countryOffset);
        // 再检查一次标志字节，因为这个时候这个地方仍然可能是个重定向
        b = ipFile.readByte();
        if (b == REDIRECT_MODE_2) {
          loc.setCountry(readString(readLong3()));
          ipFile.seek(countryOffset + 4);
        } else loc.setCountry(readString(countryOffset));
        // 读取地区标志
        loc.setArea(readArea(ipFile.getFilePointer()));
      } else if (b == REDIRECT_MODE_2) {
        loc.setCountry(readString(readLong3()));
        loc.setArea(readArea(offset + 8));
      } else {
        loc.setCountry(readString(ipFile.getFilePointer() - 1));
        loc.setArea(readArea(ipFile.getFilePointer()));
      }
      return loc;
    } catch (IOException e) {
      return null;
    }
  }

  /**
   * 给定一个ip国家地区记录的偏移，返回一个IPLocation结构，此方法应用与内存映射文件方式
   *
   * @param offset 国家记录的起始偏移
   * @return IPLocation对象
   */
  private IPLocation getIPLocation(int offset) {
    // 跳过4字节ip
    mbb.position(offset + 4);
    // 读取第一个字节判断是否标志字节
    byte b = mbb.get();
    if (b == REDIRECT_MODE_1) {
      // 读取国家偏移
      int countryOffset = readInt3();
      // 跳转至偏移处
      mbb.position(countryOffset);
      // 再检查一次标志字节，因为这个时候这个地方仍然可能是个重定向
      b = mbb.get();
      if (b == REDIRECT_MODE_2) {
        loc.setCountry(readString(readInt3()));
        mbb.position(countryOffset + 4);
      } else loc.setCountry(readString(countryOffset));
      // 读取地区标志
      loc.setArea(readArea(mbb.position()));
    } else if (b == REDIRECT_MODE_2) {
      loc.setCountry(readString(readInt3()));
      loc.setArea(readArea(offset + 8));
    } else {
      loc.setCountry(readString(mbb.position() - 1));
      loc.setArea(readArea(mbb.position()));
    }
    return loc;
  }

  /**
   * 从offset偏移开始解析后面的字节，读出一个地区名
   *
   * @param offset 地区记录的起始偏移
   * @return 地区名字符串
   * @throws IOException
   */
  private String readArea(long offset) throws IOException {
    ipFile.seek(offset);
    byte b = ipFile.readByte();
    if (b == REDIRECT_MODE_1 || b == REDIRECT_MODE_2) {
      long areaOffset = readLong3(offset + 1);
      if (areaOffset == 0) return UNKNOWN_AREA;
      else return readString(areaOffset);
    } else return readString(offset);
  }

  /**
   * @param offset 地区记录的起始偏移
   * @return 地区名字符串
   */
  private String readArea(int offset) {
    mbb.position(offset);
    byte b = mbb.get();
    if (b == REDIRECT_MODE_1 || b == REDIRECT_MODE_2) {
      int areaOffset = readInt3();
      if (areaOffset == 0) return UNKNOWN_AREA;
      else return readString(areaOffset);
    } else return readString(offset);
  }

  /**
   * 从offset偏移处读取一个以0结束的字符串
   *
   * @param offset 字符串起始偏移
   * @return 读取的字符串，出错返回空字符串
   */
  private String readString(long offset) {
    try {
      ipFile.seek(offset);
      int i;
      for (i = 0, buf[i] = ipFile.readByte(); buf[i] != 0; buf[++i] = ipFile.readByte())
        ;
      if (i != 0) return IpDBUtil.getString(buf, 0, i, "GBK");
    } catch (IOException e) {
      log.error(e.getMessage(), e);
    }
    return "";
  }

  /**
   * 从内存映射文件的offset位置得到一个0结尾字符串
   *
   * @param offset 字符串起始偏移
   * @return 读取的字符串，出错返回空字符串
   */
  private String readString(int offset) {
    try {
      mbb.position(offset);
      int i;
      for (i = 0, buf[i] = mbb.get(); buf[i] != 0; buf[++i] = mbb.get())
        ;
      if (i != 0) return IpDBUtil.getString(buf, 0, i, "GBK");
    } catch (IllegalArgumentException e) {
      log.error(e.getMessage(), e);
    }
    return "";
  }

  public String getCity(final String ipAddress) {
    try {
      if (ipAddress.startsWith("192.168.")) {
        log.error("此IP[{}]段不进行处理！", ipAddress);
        return null;
      }
      return getIPLocation(ipAddress).getCity();
    } catch (Exception e) {
      log.error("根据IP[{}]获取省份失败:{}", ipAddress, e.getMessage());
      return null;
    }
  }
}
